【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输水工程闸门调度运行方法、装置，属于水力控制。
技术介绍
1、随着社会经济发展和城市化进程加快，各类输水建筑物大量建设，以工程群的形式对河道/渠道的水动力场、防洪安全、输水能力等方面产生显著影响。输水工程横穿四个流域带，工程规模庞大，控制节点多，可能出现的状况复杂，就水力调度而言，中线工程属于典型的多维度、多过程、多相位、多流态和多约束的水力系统，其安全控制难度极高。充分理解并优化沿线涉水建筑物的水力效应对提升中线工程的整体输水能力具有关键意义。
2、目前，针对涉水建筑物群的研究主要局限于桥梁群的累积壅水效应，而输水工程沿线的各类输水建筑物存在着更加复杂多样的流场与水头损失特性，例如桥墩的水平绕流及下游卡门涡街、节制闸开合引起的水面线波动与水跃、立交建筑物的涌波问题等。针对上述水力学现象的集群效应对干线渠道总体流态的影响以及相应的输水能力挖潜方面的研究在大型输水系统中尚属鲜见，这将成为今后中线工程输水能力提升的工作重点之一。
3、输水工程总干渠的水力调度方案(各段水位、输水建筑物启闭开度等)显著影响输水流量、流速分布、流态等，决定了水头损失。因此，优化中线工程水力调度方案，探索提升输水能力的可行性及相关措施，对于长距离输水工程具有实用价值。
技术实现思路
1、为了解决大流量洪峰入渠时的水利调度问题，本专利技术提出了一种输水工程闸门调度运行方法、装置，根据输水工程中上游闸门的流量变化对下游闸门的开度进行调整，充分考虑上下游闸门流量衔接的情况下
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术手段：
3、第一方面，本专利技术提供一种输水工程闸门调度运行方法，包括如下步骤：
4、根据一维水动力模型确定输水工程渠道内水位、流量以及阀门开度之间的关系；
5、基于所述水位、流量以及阀门开度之间的关系确定渠道流态，计算输水工程渠道内上游闸门的过闸流量；
6、根据当前时刻上游闸门的过闸流量预测下一时刻上游闸门的过闸流量；
7、计算前后两个时刻上游闸门过闸流量的差值，并将所述前后两个时刻上游闸门过闸流量的差值作为下游闸门开度修正参数，计算下游闸门的闸门开度；
8、根据所述下游闸门的闸门开度在大流量洪峰入渠前对下游闸门进行调度。
9、结合第一方面，进一步的，所述一维水动力模型包括连续方程和动量方程，表达式如下：
10、
11、
12、其中，a为渠道的横断面面积，q为断面平均流量，ql为旁侧入流或出流，h为渠道水位，cz为谢才系数，r为水力半径，g为重力加速度，t为时间，x为渠道固定断面沿流程的距离，v为渠道内断面流速；
13、其中，谢才系数cz的计算公式如下：
14、
15、其中，n为曼宁系数。
16、结合第一方面，进一步的，渠道流态的类别包括淹没孔流，自由孔流，淹没堰流，自由堰流。
17、结合第一方面，进一步的，输水工程渠道内上游闸门的过闸流量的计算公式如下：
18、
19、其中，q过闸为过闸流量，cw为综合过流系数，w为闸门宽度，hu为闸门上游水位，hd为闸门下游水位，hcr为闸门底板高程，dg为闸门开度，g是重力加速度，μ为动力黏度。
20、结合第一方面，进一步的，根据当前时刻上游闸门的过闸流量预测下一时刻上游闸门的过闸流量，包括：
21、
22、其中，为k+1时刻上游闸门的过闸流量，为k时刻上游闸门的过闸流量，cw为综合过流系数，w为闸门宽度，g是重力加速度，为k时刻上游闸门的上游水位，为k时刻的闸门底板高程，为k+1时刻上游闸门的上游水位，为k时刻上游闸门的下游水位，为k+1时刻上游闸门的下游水位，μ为动力黏度，为k时刻上游闸门的闸门开度，为k+1时刻上游闸门的闸门开度。
23、结合第一方面，进一步的，将所述前后两个时刻上游闸门过闸流量的差值作为下游闸门开度修正参数，计算下游闸门的闸门开度，计算公式如下：
24、
25、其中，dg(k)为k时刻输水工程中下游闸门的闸门开度，l为缩放系数，e(k)为k时刻的水位控制误差，即监测水位与目标水位的差，kp、ki、kd分别为比例、积分和导数控制系数，dqu(k)为k时刻上游闸门的过闸流量变化量。
26、第二方面，本专利技术提供一种输水工程闸门调度运行装置，包括：
27、模型构建模块，用于构建一维水动力模型，根据一维水动力模型确定输水工程渠道内水位、流量以及阀门开度之间的关系；
28、过闸流量计算模块，用于基于所述水位、流量以及阀门开度之间的关系确定渠道流态，计算输水工程渠道内上游闸门的过闸流量；
29、过闸流量预测模块，用于根据当前时刻上游闸门的过闸流量预测下一时刻上游闸门的过闸流量；
30、闸门开度计算模块，用于计算前后两个时刻上游闸门过闸流量的差值，将所述前后两个时刻上游闸门过闸流量的差值作为下游闸门开度修正参数，计算下游闸门的闸门开度；
31、下游闸门调度模块，用于根据所述下游闸门的闸门开度在大流量洪峰入渠前对下游闸门进行调度。
32、结合第二方面，进一步的，所述过闸流量计算模块中，输水工程渠道内上游闸门的过闸流量的计算公式如下：
33、
34、其中，q过闸为过闸流量，cw为综合过流系数，w为闸门宽度，hu为闸门上游水位，hd为闸门下游水位，hcr为闸门底板高程，dg为闸门开度，g是重力加速度，μ为动力黏度。
35、结合第二方面，进一步的，所述过闸流量预测模块中，根据当前时刻上游闸门的过闸流量预测下一时刻上游闸门的过闸流量，包括：
36、
37、其中，为k+1时刻上游闸门的过闸流量，为k时刻上游闸门的过闸流量，cw为综合过流系数，w为闸门宽度，g是重力加速度，为k时刻上游闸门的上游水位，为k时刻的闸门底板高程，为k+1时刻上游闸门的上游水位，为k时刻上游闸门的下游水位，为k+1时刻上游闸门的下游水位，μ为动力黏度，为k时刻上游闸门的闸门开度，为k+1时刻上游闸门的闸门开度。
38、结合第二方面，进一步的，所述闸门开度计算模块中，下游闸门的闸门开度的计算公式如下：
39、
40、其中，dg(k)为k时刻输水工程中下游闸门的闸门开度，l为缩放系数，e(k)为k时刻的水位控制误差，即监测水位与目标水位的差，kp、ki、kd分别为比例、积分和导数控制系数，dqu(k)为k时刻上游闸门的过闸流量变化量。
41、采用以上技术手段后可以获得以下优势：
42、本专利技术提出了一种输水工程闸门调度运行方法、装置，在考虑上下游流量衔接情况下，根据输水工程中上游闸门的流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，所述一维水动力模型包括连续方程和动量方程，表达式如下：
3.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，渠道流态的类别包括淹没孔流，自由孔流，淹没堰流，自由堰流。
4.根据权利要求3所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，输水工程渠道内上游闸门的过闸流量的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，根据当前时刻上游闸门的过闸流量预测下一时刻上游闸门的过闸流量，包括：
6.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，将所述前后两个时刻上游闸门过闸流量的差值作为下游闸门开度修正参数，计算下游闸门的闸门开度，计算公式如下：
7.一种输水工程闸门调度运行装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的输水工程闸门调度运行装置，其特征在于，所述过闸流量计算模块中，输水工程渠道内上游闸门的过闸流量的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，所述一维水动力模型包括连续方程和动量方程，表达式如下：
3.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，渠道流态的类别包括淹没孔流，自由孔流，淹没堰流，自由堰流。
4.根据权利要求3所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，输水工程渠道内上游闸门的过闸流量的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度运行方法，其特征在于，根据当前时刻上游闸门的过闸流量预测下一时刻上游闸门的过闸流量，包括：
6.根据权利要求1所述的输水工程闸门调度...
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